机械设计思考题集

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第一章机械设计总论

1.机械设计的基本要求?机械设计的准则?常用的机械设计方法有哪些?

2.什么叫机械零件的失效?机械零件失效的形式有哪些?机械零件失效的原因?

3.表面损伤失效的分类,及其成因以及避免措施?表面强化?表面强化深度的影响因素,如何控制其强化深度?

4.什么是标准化、系列化、和通用化?机械设计中“三化”有什么意义?

第二章机械零件的强度

1.作用在机械零件上的变应力有哪几种类型?如何区分它们?

2.何为工作载荷、名义载荷、和计算载荷?名义载荷与计算载荷有和关系?

3怎样区分表面挤压应力和表面接触应力?试说明两圆柱体接触应力计算公式中各符号的意义。

4.什么是静载荷、变载荷、和变应力?试举出两个机械零部件在工作时受静载荷作用而产生变应力的例子?

5.什么是稳定变应力和非稳定变应力?双向稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算如何进行?

6.什么是材料的疲劳极限?试根据材料的疲劳曲线(σ-N曲线),说明什么叫循环基数Ν0、条件疲劳极限N rN和疲劳极限σr,并根据疲劳曲线方程导出N rN 的计算公式。

极限应力线图有何用处?

7.影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?原因是什么?为什么影响因素中的Kσ、εσ、β只对变应力的应力幅部分有影响?如何提高机械零件的疲劳强度?

8.疲劳破坏与静强度破坏的区别?试述金属材料疲劳断裂的过程?

摩擦与润滑

9.何谓摩擦?常见润滑方式有哪几种?各有何特点?

10.何谓磨损?按机理不同,磨损可分为哪几类?各有何特点?减轻磨损的途径有哪些?

11.零件的正常磨损分为几个阶段?每阶段各有何特点?试画出正常磨损过程中磨损量随时

间变化的曲线图?

12.润滑油、润滑脂各有何主要性能指标?如何理解黏度的概念?

13.润滑有何作用?常用润滑剂有哪几类?各适用什么场合?

14.润滑剂黏度对摩擦的影响?温度压力变化对润滑油粘度的影响?

15.在进行机械零件有限寿命的疲劳强度计算时,需将材料的疲劳曲线修正成零件的疲劳曲线。有几种修正方法?各有何优缺点?

第三章螺纹连接

0.常用螺纹分类?各有什么特点?其应用场合是什么?

1.螺纹连接的主要失效形式有哪些?

2.螺栓组连接受力分析的目的是什么?在进行受力分析时,通常要做哪些假设条件?螺栓柱

连接结构设计应考虑哪些方面的问题?

3提高螺纹连接强度的措施有哪些?

4.受拉伸载荷作用的紧螺栓联接中,为什么总载荷不是预紧力和拉伸载荷之和?

对于受轴向变载荷作用的螺栓,可以采取哪些措施来减小螺栓应力σa?

5.在螺纹连接中,螺纹牙间载荷分布为什么会出现不均匀现象?常用哪些结构可使螺纹牙间

载荷分布趋于均匀?

6.什么是螺栓的预紧?螺纹预紧的目的是什么?列举常用的预紧的方法?

7.为什么对重要联接要控制预紧力大小?控制预紧力大小的方法有哪几种?

8.螺纹的防松?为什么螺纹连接需要防松?防松的实质是什么?有哪几类防松措施?

9.在重要的紧螺栓联接中,为什么尽可能不用小于M12~M16 的螺纹?

10.提高螺栓疲劳强度的措施有哪些?为什么增大被连接件刚度或减小螺栓刚度能提高螺栓联接强度?并画出被连接件刚度改变后的力——变形图。

降低螺栓刚度C b及增大被连接件刚度C m的措施有哪些?

11.为改善螺纹牙上载荷分配不均现象,常采用悬置螺母或内斜螺母,是分析其原因?

12.偏心载荷对螺栓连接强度有什么影响?常采用哪些措施防止偏心载荷出现?

13.紧螺栓连接强度计算公式中系数1.3的含义是什么?

14.为防止螺旋千斤顶失效,社计时应对螺杆和螺母进行哪些验算?

填空

1.常用螺纹的类型有:三角形螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹。

2.传动螺纹的牙型斜角比联接螺纹的牙型斜角小,这主要是为了提高传动效率。

3.普通螺栓承受横向外载荷时,依靠被联接件接触面间的摩擦力承载,螺栓本身受

预紧力的作用,该螺栓可能的失效形式为被连接件间的相对滑移。铰制孔用螺栓连接承受横向外载荷时,依靠螺栓抗剪切承载,螺栓本身受剪切和挤压力作用,螺栓可能出现的失效形式是剪断和压溃。

4.螺纹的公称直径是指螺纹的大径,强度计算中,常用最小直径作为危险截面的计

算直径;螺纹升角是指螺纹中径处的升角。螺旋自锁的条件为:螺旋升角ψ小于螺旋副的当量摩擦角ψv。

5.若螺纹的直径和螺纹副的摩擦系数一定,则拧紧螺母时的效率取决于螺纹的导程S和牙

型角。

6.受轴向载荷的紧螺栓连接形式有普通螺栓连接和双头螺柱联接。

7.发动机缸体与气缸的螺栓连接经常拆卸,应该使用双头螺柱联接,为控制预紧力大小

需用定力矩扳手拧紧。

8.为了提高紧螺栓连接中在变载荷作用下的疲劳强度,则应增大被联接件的刚度,减少

联接件的刚度,预紧力适当增大。

9.螺纹连接预紧的目的在于增强连接件的可靠性、紧密性,以防止结合面出现缝隙或滑移。

第四章带传动

1.带传动是怎样工作的?有什么特点(优点与缺点)?适用于什么场合?

2.相同情况下,V带传动与平带传动能力有何不同?为什么?

3.常见V带剖面结构有几种?他们有那几部分组成?各部分的特点是什么?

4.柔韧体摩擦的欧拉公式的推导前提是什么?它适用于什么范围?根据欧拉公式,用什么

措施可以使带传动的能力提高?

5.普通V带传动所能承受的最大有效圆周力如何计算?

6.什么是弹性滑动?弹性滑动时如何产生的?它和打滑有什么区别?弹性滑动对传动有什么影响(利与弊)?什么是带的滑动率?如何计算?一般情况下,滑动率变动范围如何?

7.普通V带剖面夹角是40°,为何带轮轮槽角分别是32°、34°,36°,38°?

8.带传动常见的失效形式是什么?设计计算准则是什么?

9.在V带传动中,为什么要控制张紧力?带传动为何要有张紧装置?常见张紧装置有哪些?张紧轮位置的安放?

10.带轮中包角大小对传动有什么影响?如何增大包角?

11.影响带寿命的因素是什么?如何保证带具有足够的寿命?

12.为什么带传动一般放在高级而不是放在低速及?为什么普通车床的第一级传动采用带

传动,而车床的主轴与丝杠之间的运动链不能采用带传动?

13.带传动中,为什么d d1≥d d1min;α1≥120°;25≥ν≥5m/s;z≤10根?在V带设计中,为什么笑带轮包角不能过小?增加小带轮包角措施有哪些?

14.V带传动中,带速原为10m/s;如果传动功率不变,而将传动速度提高一倍,那么胶带的跟数能否减少一半?

15.两组V带传动,带轮直径、带的型号、根数、转速都相同,而带长相差一倍,那组V带承载能力更强?为什么?

16.V带传动中为何要限制带的根数?限制条件如何?

V带的标准长度和计算长度个指的是什么长度?

17.带传动中紧边和松边是怎样产生的?怎样理解紧边和松边的拉力差即为带传动的有效圆周力(有效拉力)?带传动最大有效圆周力Fe的大小与哪些因素有关?(思考到底与速度有无关系?)说明带传动中紧边拉力F1、松边拉力F2、有效拉力F、张紧力F0之间的关系?带的松边拉力能否减小为零?为什么?

18.水平或接近水平布置的开口传动,为什么将其紧边设计在下边?

19.在V带设计中,为什么要限制带的根数极小轮的最小直径?

20.带传动设计中,为什么要限制最小中心距和最大传动比?

21.带传动工作时,为什么从动轮的节圆线速度比主动带轮低?

填空

1.带传动工作时,松边带速小于紧边带速。

2.机械传动中,V带传动常用于传动的高速级。

3.带内产生的瞬时最大应力由紧边拉应力和紧边进入小轮处弯曲应力两种应力

组成。

4.常见带传动张紧装置有定期张紧装置、自动张紧装置、张紧轮张紧装置。

5.V带传动限制速度v<25 ~30m/s,目的是为了避免速度过大,使离心力过大;速度

过小使受力增大,造成带根数增大;限制带在主动轮上包角α1≥120°的目的是:增大摩擦力,提高承载能力。

6.为了使V带与带轮轮槽更好的接触,轮槽楔角应小于带断面的楔角;随着带轮直径的

减小,角度的差值变大。(为什么?)

7.在设计V带传动时,V带的型号是根据计算功率和小带轮转速选取的

8.带传动工作时,带内应力是非对称循环性质的变应力。

9.用 C 提高带传动传递的功率是不合适的。

A.适当增大预紧力

B.增大轴间距

C.增加带轮表面粗糙度

D.增大主动轮基准致敬

10.装有张紧轮的带传动,带的寿命会减少。

11.用于高速的带传动,宜采用 C 。

A.窄V带

B.普通V带

C.平带

原因解释:平带传动结构简单,价格便宜,且柔性较好。早期的平带传动常用在传递叫大功率的场合(原则上只要带足够宽),较笨重,现在几乎逐渐被结构紧凑的V带所取代。目前平带常用在高速,这是因为平带有较小的离心力和较好的柔性。在一般机械中,应用最广的是V带传动。由于楔形增压的原理,可是结构紧凑,V带多以标准化生产,因而V带的应用比平带广泛。

12.弹性滑动的不利后果:从动轮圆周速度低于主动轮圆周速度,影响传动比,使传动比不

稳定;降低传动效率;引期待的磨损;使带的温度升高

13.离心应力的影响因素?(有些资料上说受轮的直径影响,到底受不受呢?)

14.带传动的最大有效拉力决定于张紧力包角摩擦系数和带速。(带速到底是不是

影响传动最大圆周力的因素?)此题见于《传动零部件设计实例精讲》14页,第14题。

第五章齿轮传动

1.齿轮传动有什么特点?齿轮传动常见哪几种形式?各有什么特点?

2.齿轮常见失效形式有哪几种?试解释其产生的原因?

3.齿轮产生折断的原因有哪些?如何提高齿根弯曲疲劳强度?疲劳裂纹首先发生在齿轮的

那一侧?为什么?在不改变材料和尺寸的前提下,如何提高轮齿的抗折断能力?

原因:齿轮折断主要有疲劳折断和过载折断。疲劳折断是由于齿轮受多次重复的弯曲应力和应力集中造成的。过载折断是因为齿轮短时过载或冲击而产生的,主要发生于脆性材料。为提高齿轮抗折断能力首先保证弯曲应力小于需用弯曲应力可采取以措施:

措施:;①增大齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕来减小齿根应力集中②增大轴及支撑的刚性,使轮齿接触线上受载均匀③采用合理的热处理方法使齿心具有足够的韧性④采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处理

疲劳裂纹:齿轮折断一般先发生于受拉应力的一侧;齿宽较小的直齿圆柱齿轮齿根裂纹一般是从齿根横向扩展,发生全齿折断。齿宽较大的直齿圆柱齿轮畅饮在和集中在齿的一端,斜齿圆柱齿轮和人字齿轮常因接触线是倾斜的,载荷有时会作用在一端齿顶上,股裂纹往往是从齿根斜向齿顶的方向扩展,发生轮齿局部折断。

4.齿轮为什么会发生齿面点蚀与剥落?点蚀一般发生在那种齿轮传动中?为什么在开

式齿轮传动中,一般不出现点蚀破坏?点蚀为什么首先发生在靠近节线的齿根面上?

防止点蚀有哪些措施?(如何提高齿面的抗点蚀能力?)

齿面疲劳点蚀原因:由于齿面交变接触应力的反复作用,在节线附近靠近齿根部分的表面上,由于接触应力过大,会产生小裂纹,封闭在裂纹中的润滑油,在压力作用下,产生楔挤作用而是裂纹扩大,最终导致表层小片状剥落而形成麻点,即疲劳点蚀。润滑油粘度越低,越易渗入裂纹,点蚀扩展越快。

首发于靠近节线齿根处原因:齿轮在靠近节线处啮合时,相对滑动速度方向有变化,相对速度低,形成油膜条件差,摩擦力大;而齿轮在节线附近啮合时,同时啮合的齿对数少,因此齿面接触应力也较大,电视首先发生于此处。

5.什么情况下工作的齿轮易出现胶合破坏?齿面胶合首先发生在什么部位?为什么?如何

提高齿面的抗胶合能力?

提高抗胶合能力措施:采用角变位齿轮传动以降低啮合开始和终了时的滑动系数;减少模

数和齿高以降低滑动系数,采用极压润滑;提高齿面硬度和减小粗糙度值;材料相同时,大小齿轮保持适当的硬度差,其中最有效办法为采用极压润滑。

6.齿面的塑性变形在何种情况下产生?(塑性变形产生原因?)主动轮与从动轮齿面上的变

形有何不同?

原因:在重载下,较软的齿面上可能沿摩擦力方向产生局部的塑性变形,使齿轮失去正确的齿廓,使瞬时传动比发生变化,造成附加动载荷。这种损坏常出现在过载严重和频繁启动的传动中。

减轻措施:设计时进行过载强度计算;提高齿面硬度;采用较高粘度的润滑油。

差别:

7.齿轮材料选择时,应考虑那种因素影响?对齿轮材料性能的要求怎样?常用齿轮材料和热

处理方法有哪些?

答:考虑齿轮的失效主要发生在齿面和齿根,因此对齿轮材料的基本要求是:齿面有一定的硬度,以获得较高的抗点蚀、抗磨粒磨损、抗胶合、和抗塑性流动的能力;轮齿心部有足够的强度和韧性以获得足够的弯曲疲劳强度。此外,还应考虑机械加工和热处理的工艺性,以及经济性要求。

热处理方法:

8.开式、闭式齿轮材料的选择各有什么特点?闭式传动与开式传动的失效形式和设计准

则有什么不同?

10.硬齿面与软齿面如何划分?各用于什么场合?其热处理方式有何不同?为什么一对软

齿面齿轮的大小齿轮的材料或热处理方式不一样?

11.在进行齿轮强度计算式,为什么引入载荷系数K?K反映了哪些因素的影响(动载系数

有哪几部分组成?)?各种系数的影响因素分别是什么?

答:由于原动机性能及齿轮制造与安装误差、齿轮及支撑件变形等因素的影响,实际传动中作用于齿轮上的载荷要比名义载荷大,因此引入载荷系数,以考虑载荷集中和附加动载荷等各种影响载荷的因素计算,更接近实际。

12.齿轮设计中为什么引入动载系数Kv ?减小动载荷的方法有哪些?

答:一对理想的渐开线齿廓的齿轮,只要齿距相等(P b1=P b2)时才能正确啮合,瞬时传动比才恒定。但由于制造误差、弹性变形等原因,基圆齿距不可能完全相等,这时,当主动轮的角速度ω1 为常数时,从动轮瞬时角速度ω2 将忽大忽小,从而产生附加动载荷,因而引入动载荷系数Kv以考虑考虑齿轮副在啮合过程中由于啮合误差(基节误差、齿形误差、轮齿变形等)和运转速度而引起的内部附加动载荷。减小附加动载荷最有效措施:对齿轮进行修缘。

13.哪些因素引起载荷分配不均匀?各对齿轮间载荷是怎样分配的?为什么高精度(5级精

度以上)齿轮K a=1 ?

14.为什么要引入齿间载荷分配系数Kα,他取决于什么因素?

答:齿轮的重合度重视大于1,说明在一队轮齿的一次啮合过程中,部分时间内为两对轮齿啮合,所以理想状态下应该由各啮合齿对均等承载。但对于低公差等级的齿轮传动,实际情

况并非如此,他受制造精度、轮齿刚度、齿轮啮合刚度、修缘量、跑合量等多方面因素的影响。齿间载荷分配系数Kα是由于考虑制造误差和齿轮弹性变形等因素使两对同时啮合的轮齿上载荷分配不均而引起的附加动载荷而引进的修正系数。它取决于轮齿啮合刚度、基圆齿距误差、修缘量、跑合量等多种因素。

根据公式说明提高齿的抗弯能力有哪些可靠措施?

根据公式说明提高齿的抗点蚀能力有哪些可靠措施?

15.为什么要引入齿向载荷分布系数Kβ,它的值受哪些因素影响?可采取哪些措施来减小齿

向载荷分布不均的程度?

答:由于制造误差引起的齿向误差、齿轮及轴的弯曲和扭转变形、轴承和支座的变形、及装配误差等,而导致同一对齿轮接触线上各接触点间载荷分部不均匀。为此引入齿向载荷分布系数,用于考虑实际载荷沿轮齿接触线分布不均的影响。

减小措施:对称配置轴承,尽量避免悬臂;增大轴、轴承、支座的刚度;将轮齿做成鼓形,将齿轮作鼓形修整,让齿宽中部首先接触,并扩展到整个齿宽,使载荷分布不均现象得到改善;在多级齿轮传动中,若高速级齿轮相对支撑轴承无法对称布置,则应使高速级的齿轮远离转矩输入端;当轴的刚度非常高,齿宽比较大,而且受力比较大时,在有腹板支撑的部分轮齿刚度较大,而其他部分刚度较小。这种情况,宜加大轮缘厚度,并采用双腹板或双层辐条,以保证轮齿沿齿宽有足够的刚度,是啮合受力均匀;当轴和轴承的刚度较差,由于周和轴承的变形使齿轮沿齿宽不均匀接触造成偏载时,可通过有限元等方法进行精确计算,改变轮辐的位置和轮缘形状,使沿齿宽受力大处齿轮刚度小,受力小处齿轮刚度大,利用齿轮的不均匀变形补偿轴和轴承的不均匀变形,达到沿齿宽受力均匀分布的目的。

;;;;;;;如果齿轮相对支撑轴承载无法对称布置,则应使齿轮远离转矩输入端,从而

使由弯矩引起的偏载与由转矩产生的偏载现象得到缓和,否则加重偏载。

16.试说明齿形系数Y Fa和Y Sa的物理意义。分别与齿轮的哪些因素有关?

答;是代表齿轮的几何形状对抗弯强度的影响系数,因此取决于齿轮的形状,即随齿数和变位系数而异,而与模数无关,随着齿数的增加,Y Fa减小,Y Fa与Y Sa乘积减小,则抗弯强度提高。

Y Sa综合考虑齿根齿根圆角处应力集中和除弯曲应力以外其余应力对齿根应力的影响。

随着齿轮齿数的增加,Y Sa增大,则弯曲应力相应增大,Y Fa与Y Sa乘积减小,则抗弯强度提高。

17.为什么齿轮接触强度和抗弯强度计算分别引入重合度系数Zε和Yε?在强度公式中

还有什么系数与重合度有关,说明重合度对接触强度和抗弯强度的综合影响。

答:计算接触强度是,由于断面从何度;εα总是大于1,因此单位齿宽载荷减小,度提高,故初始接触线长度b应代以接触线总长度L,并引进重合度系数Zε,用以考虑重合度对单位齿宽载荷的影响。

计算抗弯强度时考虑理论上载荷应由同时啮合的多对齿分担,可用重合度系数Yε对齿根弯曲应力进行修正。重合度越大,单位齿宽载荷越小,接触强度提高,同理,抗弯强度提高。

18.齿面接触疲劳强度计算公式是如何建立的?为什么选择节点作为齿面接触应力的计算

点?一对直齿圆柱齿轮的齿面接触应力的大小与齿轮的哪几个参数有关?在哪一点啮合的接触应力最大?

一对圆柱齿轮传动,大齿轮和小齿轮的接触应力是否相等?如果大、小齿轮的材料及热处理情况相同,则其需用接触应力一定相等吗?若接触疲劳许用应力大小相等,那么大小轮的疲劳强度大小相等吗?

答:一对圆柱齿轮传动,小齿轮的大齿轮在啮合处的接触应力必然相等。

若大小齿轮的材料和热处理方式相同,即热处理后硬度也相同,则其接触许用应力不一定相等,因为接触疲劳许用应力[σH]= σHlim·Z N/S H ,即使材料的材料热处理方式都相同,热处理后硬度也相同,则σHlim相同;安全系数S H也相同,但是,寿命系数Z N取决于循环次数,而小齿轮的循环次数大于大齿轮的循环次数,所以,一般情况下大小齿轮的接触疲劳许用应力不相等;而当大小齿轮的循环次数都大于循环基数时,则寿命系数等于1,此种情况下的大小齿轮的接触疲劳许用应力相等。

如果其接触疲劳许用应力相等,则大小齿轮的接触疲劳强度大小相等,因为

SH=σH/[σH].

19.试说明小齿轮齿数的选择原则和对齿轮传动质量的影响?闭式传动的软齿面与硬齿面

及开式传动中,z1的选择有何不同?

20.配对齿轮的齿面有较大的硬度差时,对较软齿面会产生什么影响?

21.在直齿轮和谐齿轮传动中,为什么将小齿轮设计的比大齿轮宽些?

答:一般将小齿轮齿宽在计算基础上再加大5-10mm,目的是为了防止安装误差造成的实际接触宽度减小,保证足够的接触强度,但计算是按大齿轮宽度计算。

22.齿轮常用的润滑方式有哪些?润滑方式的选择主要去取决于什么因素?

23.齿形系数与模数有关吗?有哪些因素影响齿形系数的大小?

24.在齿轮强度设计计算为什么要引入齿宽系数?选择齿宽系数是要考虑哪些问题?为什

么设计齿轮时,齿宽系数既不能太大,又不能太小?

25.选择齿轮传动第Ⅱ公差组精度等级时,除了考虑传动用途和工作条件外,主要依据是

什么?

26.选择齿轮毛坯的成型方法时,除了考虑材料等因素外,主要依据是什么?

27.斜齿轮传动的接触强度计算中的重合度系数Zε考虑了重合度对单位齿宽载荷的影响,

他与哪些因素有关?

28.斜齿圆柱齿轮传动中螺旋角β太小或太大会怎样,应该怎样取值?

填空

1.对于闭式软齿面齿轮传动,主要按接触强度进行设计,而按弯曲强度进行校核,

这时影响齿轮强度的主要几何参数是分度圆直径d1、d2 。

2.对于开始齿轮传动,虽然主要失效形式是齿面磨损,但目前尚无成熟可靠地抗磨损

计算方法,目前仅以弯曲疲劳强度作为设计准则。这是影响齿轮强度的主要几何参

数是模数m 。

3.设计齿轮传动时,若保持传动比i和齿数和Z=Z1+Z2不变,而增大模数m,则齿轮的

弯曲强度提高接触强度提高。(为什么?)

4.影响动载系数Kv的因素是制造精度和齿面硬度。斜齿圆柱齿轮的动载荷系数

Kv和相同尺寸精度的直齿圆柱齿轮相比较是稍小的。

5.一对软齿面圆柱齿轮啮合传动,其齿向分布系数Kβ与齿宽系数ψd齿面硬度精度

等级及支撑布置情况。

6.圆柱齿轮设计时,齿宽系数ψd = b/d1 ,当b越宽,承载能力越大,但使齿向载

荷分布不均现象严重。选择ψd的原因是:两齿面均为硬齿面时,ψd取偏小值;

精度高时,ψd取偏大值;对称布置比悬臂布置取偏大值。

7.一对圆柱齿轮啮合传动时,K A F t/b≥100N/mm,其齿间载荷分布系数Kα与精度等级

和齿面热处理有关。(热处理后需进行磨齿处理,以保证齿轮精度)

8.直齿圆柱齿轮强度计算中,影响轮齿弯曲强度的主要参数是模数m 齿数z 齿宽

系数ψd和Y Fa·Y Sa/[σF]

9.在齿轮传动中,齿面接触应力σH 的力学计算模型是两素线接触的圆柱体而齿根弯曲

应力σF 的力学计算模型是悬臂梁。

10.高速重载齿轮传动中,当润滑不良时,最可能产生的失效形式是:齿面胶合,

采用抗胶合能力强的润滑油可防止货架请齿轮齿面的胶合。

11.对于齿面硬度≤350HBS的齿轮传动,当两齿轮均采用45钢,一般应采用的热处理为:

小齿轮调质大齿轮正火。

12.非标准斜齿圆柱齿轮的齿形系数Y Fa 与齿轮参数齿数z、螺旋角β有关,而与变位

系数x 无关。圆锥齿轮的齿形系数Y Fa 与其参数齿数z 、分度圆锥角δ有关。

13.同一齿数的直齿轮、斜齿轮的Y Fa是不相等的,一对直齿圆柱齿轮传动,在传动

比i、中心距a及其他条件不变的情况下,如减小模数并相应增加齿数,则其弯曲疲劳强度下降,接触疲劳强度不变,工作平稳性变好。

14.正角度变位对一个齿轮接触强度的影响是使接触应力下降,接触强度提高;对该齿

轮弯曲强度的影响是:齿轮变厚,使弯曲应力下降,弯曲强度提高。

15.斜齿圆柱齿轮设计中,应取法面模数为标准值;而直齿锥齿轮设计中,应取

大端模数为标准值。什么是大端模数?

16.轮齿的疲劳裂纹首先出现在轮齿的非工作齿面一侧。

机械设计基础》习题与解答

《南昌工程学院机械设计基础》习题与解答 一、选择题 1. 曲柄摇杆机构中,摇杆为主动件时, B 死点位置。 (A)不存在(B)曲柄与连杆共线时为(C)摇杆与连杆共线时为 2. 曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件时, C 死点位置。 (A)曲柄与连杆共线时(B)摇杆与连杆共线时(C)不存在 3. 为保证四杆机构良好的机械性能, B不应小于最小许用值。 (A)压力角;(B)传动角(C)极位夹角 4. 平面四杆机构无急回特性时的行程速比系数 C。 (A)K>1 (B)K<1 (C)K=1 5. 在双曲柄机构中,已知三杆长度为a=80mm,b=150mm,c=120mm,则d杆长度为 B 。 (A)<110mm (B)110mm≤d≤190mm (C)≥190mm 6. 凸轮机构中的压力角是指 A 间的夹角。 (A)凸轮上接触点的法线与从动件的运动方向 (B)凸轮上接触点的法线与该点线速度 (C)凸轮上接触点的切线与从动件的运动方向 7. B 决定了从动杆的运动规律。 (A)凸轮转速(B)凸轮轮廓曲线(C)凸轮形状 8. 凸轮机构中,基圆半径是指凸轮转动中心至_C_向径。 (A)理论轮廓线上的最大(B)实际轮廓线上的最大 (C)理论轮廓线上的最小(D)实际轮廓线上的最小 9. 在曲柄滑块机构中,当取滑块为原动件时,_C_死点位置。 (A)有一个(B)没有(C)有两个(D)有三个 10.对于铰链四杆机构,当满足杆长之和的条件时,若取__C_为机架,将得到双曲柄机构。 (A)最长杆(B)与最短杆相邻的构件 (C)最短杆(D)与最短杆相对的构件 11.曲柄摇杆机构中,曲柄为主动件,则传动角是_B_。 (A)摇杆两个极限位置之间的夹角(B)连杆与摇杆之间所夹锐角

机械设计基础考试题库及答案

《机械设计基础》考试题库 一、填空题 1.机械是(机器)和(机构)的总称。 2.机构中各个构件相对于机架能够产生独立运动的数目称为 (自 由度)。 3.平面机构的自由度计算公式为:(F=3n-2P L-P H)。 4.已知一对啮合齿轮的转速分别为 n i、區,直径为D2,齿数为 z 1 > z 2,则其传动比 i= (n 1 /n 2 )= (D 2 / D 1 )= (z 2 / z°。 5.在传递相同功率下,轴的转速越高,轴的转矩就(越小)。 6.在铰链四杆机构中,与机架相连的杆称为(连架杆),其中作整周转动的杆称为(曲柄),作往复摆动的杆称为(摇杆),而不与机架相连的杆称为(连杆)。 7.平面连杆机构的死点是指(从动件与连杆共线的)位置。 8.平面连杆机构曲柄存在的条件是①(最短杆与最长杆长度之和小于或等于其它两杆长度之和)②(连架杆和机架中必有一杆是最短杆)。 9.凸轮机构主要由(凸轮)、(从动件)和(机架)三个基本构件组成。 10.带工作时截面上产生的应力有(拉力产生的应力)、(离心拉应力)和(弯曲应力)。 11.带传动工作时的最大应力岀现在(紧边开始进入小带轮)处,其值为: b max= b 1 + b b1 + b c。 12.渐开线的形状取决于(基)圆。 13.一对齿轮的正确啮合条件为:(mi= m2)与(:? 1 = :- 2)。 14.一对齿轮连续传动的条件为:(重合度;■ 1 )。 15.齿轮轮齿的失效形式有(齿面点蚀)、(胶合)、(磨损)、 (塑性变形)和(轮齿折断)。 16.蜗杆传动是由(蜗杆、蜗轮)和(机架)组成。 17.常用的轴系支承方式有(向心)支承和(推力)支承。 18.轴承6308,其代号表示的意义为(6:深沟球轴承、3 :直径代号,08:内径为①40 )。 19.润滑剂有(润滑油)、(润滑脂)和(气体润滑剂)三类。 20.轴按所受载荷的性质分类,自行车前轴是(心轴)。 21.在常用的螺纹牙型中(矩形)形螺纹传动效率最高,(三角)形螺纹自锁性最好。 22.轴承可分为(滚动轴承)与(滑动轴承)两大类。 23.轴承支承结构的基本形式有(双固式)、(双游式)与(固游式)三种。 24.平面连杆机构基本形式有(曲柄摇杆机构)、(双曲柄机构)与(双摇杆机构)三种。 25.按接触情况,运动副可分为(高副)与(低副)。 26.轴上与轴承配合部分称为(轴颈);与零件轮毂配合部分称为(轴头);轴肩与轴线的位置关系为(垂直)。 27.螺纹的作用可分为(连接螺纹)和(传动螺纹)两类。 28.轮系可分为(定轴轮系)与(周转轮系)两类。 29.构件是机械的(运动)单元;零件是机械的(制造)单丿元。 判断题 1.一个固定铰链支座,可约束构件的两个自由度。x 2.一个高副可约束构件的两个自由度。X 3.在计算机构自由度时,可不考虑虚约束。X 4.销联接在受到剪切的同时还要受到挤压。V 5.两个构件之间为面接触形成的运动副,称为低副。V 6.局部自由度是与机构运动无关的自由度。V 7.虚约束是在机构中存在的多余约束,计算机构自由度时应除去。V 8.在四杆机构中,曲柄是最短的连架杆。X 9.压力角越大对传动越有利。x 10.在曲柄摇杆机构中,空回行程比工作行程的速度要慢。X 11.减速传动的传动比i v 1oX 12.在V带传动中,其他条件不变,则中心距越大,承载能力越大。X 13.带传动一般用于传动的高速级。X 14.带传动的小轮包角越大,承载能力越大。V 15.选择带轮直径时,直径越小越好。X 16.渐开线上各点的压力角不同,基圆上的压力角最大。X 17.基圆直径越大渐开线越平直°V 18.在润滑良好的闭式齿轮传动中,齿面疲劳点蚀失效不会发生。 X 19.只承受弯矩而不受扭矩的轴,称为心轴。V 20.螺钉联接用于被联接件为盲孔,且不经常拆卸的场合。V 21.受弯矩的杆件,弯矩最大处最危险°X 22.仅传递扭矩的轴是转轴。V 23.用联轴器时无需拆卸就能使两轴分离。X 24.用离合器时无需拆卸就能使两轴分离。V 三、简答题: 1.机器与机构的主要区别是什么? 2.构件与零件的主要区别是什么? 3.蜗杆传动的正确啮合条件是什么? 4.如何判断四杆机构是否有急回性质?极位夹角9与急回性质有何关系? 5.何谓带传动的弹性滑动和打滑?能否避免? 6.一对相啮合齿轮的正确啮合条件是什么? 7.一对相啮合齿轮的连续传动条件是什么? 8.齿轮为什么会发生根切现象? 9.何谓定轴轮系,何谓周转轮系? 10.为什么大多数螺纹联接必须防松?防松措施有哪些? 11.机器有哪些特征?机构与机器的区别何在? 五、单项选择题: 1.( B)是构成机械的最小单元,也是制造机械时的最小单元。 A.机器;E .零件;C .构件;D .机构。 2.两个构件之间以线或点接触形成的运动副,称为(_B)。 A.低副;E .高副;C .移动副;D .转动副。 3.一端为固定铰支座,另一端为活动铰支座的梁,称为(—。 A.双支梁;E .外伸梁;C .悬臂梁。 4.一端为固定端,另一端为自由的梁,称为(_ 。 A.双支梁;E .外伸梁;C .悬臂梁。 5.一般飞轮应布置在转速(B。的轴上。 A.较低;E .较高;C .适中。 6.在下列平面四杆机构中,有急回性质的机构是( _C)。 A.双曲柄机构;B .对心曲柄滑块机构;C .摆动导杆机构; D.转动导杆机构。 7.带传动是借助带和带轮间的(B。来传递动力和运动的。 A.啮合;B .磨擦;C .粘接。 8.曲柄摇杆机构的死点发牛在(C。位置。 A .主动杆与摇杆共线; B .主动杆与机架共线; C .从动杆与连杆共线; D .从动杆与机架共线。 9.在带传动中(减速传动),带的应力最大值发生在带(C)。 A .进入大带轮处; B .离开大带轮处; C .进入小带轮处; D .离开小带轮处。 10.一对渐开线直齿圆柱齿轮正确啮合的条件是(D)。 A.两齿轮的模数和齿距分别相等; B .两齿轮的齿侧间隙为零; C.两齿轮的齿厚和齿槽宽分别相等; D .两齿轮的模数和压力 角分别相等。 D .蜗杆圆周速度提高。

机械设计复习练习题要点

机械设计复习练习题 一、思考简答题 1 .常用的螺纹牙型主要有哪几种 ? 各有什么特点 ? 主要用途如何 ? 2 .螺纹的主要几何参数有哪些 ? 各参数间的关系如何 ? 在设计中如何运用 ? 3 .按螺旋线的线数分螺纹有哪些 ? 它们的自锁性能或效率如何 ? 联接螺纹常 用的是哪种 ? 4 .按螺旋线的旋向分螺纹有哪些 ? 常用的是哪种 ? 如何判别螺纹的旋向 ? 5 .联接螺纹 ( 普通螺纹、管螺纹 ) 的使用特点是什么 ? 6 .同一公称直径的普通螺纹 ( 牙型角 a =60 ° ) 按螺距不同分为几种 ? 粗 牙螺纹和细牙螺纹各适用于什么场合 ? 试比较同一公称直径 d 、不同螺距 P 的螺纹,其螺纹升角、自锁性能和强度有何不同 ? 7 .管螺纹的公称直径指哪个直径 ? 螺距如何表示 ? 8 .螺栓联接,螺钉联接、双头螺柱联接和紧定螺钉联接的使用场合有何不同 ? 其主要特点各是什么 ? 9 .垫圈的作用是什么 ? 何时宜用硬垫圈?何时宜用软垫圈 ? 10 .螺母为何多做成六角形 ? 扳手开口与手柄为什么多制成偏转 30 °的 ? 11 .螺栓常用材料是什么 ? 选用螺栓材料时主要考虑什么 ? 12 .螺纹紧固件按机械性能分级如何表示 ? 举例说明之。 13 .松螺栓联接和紧螺栓联接有何区别 ? 在计算上有何不同 ? 14 .拧紧螺母时效率如何计算 ? 15 .为什么大多数螺纹联接都要预紧? 16 .拧紧螺母时,拧紧力矩 T 要克服哪些摩擦阻力矩 ? 此时,螺栓和被联接 件各受到什么载荷 ( 力、力矩 )? 什么是螺纹付间的摩擦阻力矩 T? 它与什么 有关 ? 17 .为什么直径小的螺栓在拧紧过程中容易拧断 ? 18 .什么时候需要控制螺栓的预紧力 F 0 ? 预紧力F 过小后果是什么 ? 预紧 力F 过大有什么结果 ? 19 .控制预紧力 F 的常用方法有几种 ? 比较它们各有什么特点 ? 20 .螺栓组联接结构设计应考虑哪些方面的问题 ? 21 .对螺栓组联接进行受力分析都做了哪些假设 ? 22 .普通螺栓联接 ( 螺栓与孔有间隙 ) 和铰制孔螺栓联接在承受横向外载荷时,螺栓在哪个方向受力 ? 其失效形式有何不同 ? 23 .受轴向载荷的紧螺栓联接,为什么螺栓受的总拉力 F 2并不等于预紧力 F 和工作拉力 F 之和 ? 24 .选取螺栓标准件,为什么只要保证螺栓小径 d 1 的拉伸强度,就不必再考虑其它部份 ( 如螺栓头部 ) 和其它联接件 ( 如螺母,垫圈…… ) 的可能失效,也不必再进行强度计算 ? 25 .为什么要避免螺栓受附加应力 ? 应从结构和工艺上采取哪些措施 ? 26 .举例说明螺栓的松脱现象。螺纹联接的防松措施有哪些 ? 27 .提高螺栓联接强度的措施有哪些 ? 28 .紧螺栓连接的强度可按纯拉伸计算,但需将拉力增大 30% ,为什么? -----------------------------------------------------------------

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机械设计期末考试试题及答案 一、选择题 ( 共 20 分,每小题 2 分) 1、通常,一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段,按先后顺序,它们依次是 ( ) A. 剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B. 稳定磨损,剧烈磨损、磨合 C. 磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D. 磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、设计斜齿圆柱齿轮传动时,螺旋角β一般 在80~200范围内选取,β太小斜齿轮传动的优点不明显,太大则会引起( ) 。 A. 大的切向力 B. 大的轴向力 C. 小的切向力 D. 小的轴向力 3、若一滚动轴承的寿命为1370000 转,则该轴承所承受的当量动载荷( ) 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 无法判断 4、在不完全液体润滑滑动轴承设计中,除了限制轴承p 值外,还要对轴承 pv 值 进行验算,其主要目的是( ) 。 A. 限制轴承过渡磨损 B. 限制轴承的温升 C. 保证轴承的强度 D. 限制 轴承的质量 5、通常,一部机器主要是由( ) 三部分构成的。 A. 原动部分,传动部分,执行部分 B. 原动部分,传动部分,控制部分 C. 辅助系统,传动部分,控制部分 D. 原动部分,控制部分,执行部分 6、一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是( ) 。 A. 齿面点蚀 B. 轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、在 V 带传动中,小轮包角一般应大于( ) 度。 A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 8、一齿轮传动,主动轮 1 用 45 号钢调质,从动轮 2 用 45 号钢正火,则它们的齿面接触应力( ) 。 A. H 1 H 2 B. H 1 H 2 C. H1 H 2 D. 无法判断 9、蜗杆蜗轮传动的传动比,正确表达式是( ) 。 A. d2 B. i z2 C. i n2 D. i d1 i z1 n1 d2 d1 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时,一般应使大齿轮的齿面硬度 HBS2( ) 小齿轮的齿面硬度HBS1 。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题 ( 共 10 分) 1、在轴的结构设计中,轴的最小直径d min是按初步确定的。 (1 分) 2、受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是与之和。 (1 分) 3、在斜齿圆柱齿轮的设计计算中,考虑到实际承载区的转移,斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H]2。(1分) 1

机械设计课后习题答案完整版

机械设计课后习题答案 3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限MPa 1801=-σ,取循环基数60105?=N ,9=m ,试求循环次数N 分别为7 000、25 000、620 000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。 [解] MPa 6.373107105180936910111=???==--N N σσN MPa 3.324105.2105180946920112=???==--N N σσN MPa 0.227102.61051809569 30113=???==--N N σσN 3-2已知材料的力学性能为MPa 260=s σ,MPa 1701=-σ,2.0=σ Φ,试绘制此 材料的简化的等寿命寿命曲线。 [解] )170,0('A )0,260(C 00 12σσσΦσ-=- σΦσσ+= ∴-1210 MPa 33.2832 .0117021210=+?=+=∴-σΦσσ 得)233.283,233.283(D ',即)67.141,67.141(D ' 根据点)170,0('A ,)0,260(C ,)67.141,67.141(D '按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限σB=420MPa,精车,弯曲,βq=1,试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。 [解] 因2.1 45 54 = = d D,067 .0 45 3 = = d r,查附表3-2,插值得88.1= α σ ,查附 图3-1得78.0≈ σ q,将所查值代入公式,即 ()()69.1 1 88 .1 78 .0 1 1 1 k= - ? + = - α + = σ σ σ q 查附图3-2,得75.0= σ ε;按精车加工工艺,查附图3-4,得91.0=σβ, 已知1= q β,则 35 .2 1 1 1 91 .0 1 75 .0 69 .1 1 1 1 k = ?? ? ? ? ? - + = ?? ? ? ? ? - + = q σ σ σ σβ β ε K ()()() 35 .2 67 . 141 , 67 . 141 ,0, 260 , 35 .2 170 ,0D C A ∴ 根据()()() 29 . 60 , 67 . 141 , 0, 260 , 34 . 72 ,0D C A按比例绘出该零件的极限应力线图如下图 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力MPa 20 m = σ,应力幅MPa 20 a = σ,试分别按①C r=②C σ= m ,求出该截面的计算安全系数 ca S。 [解] 由题3-4可知35.2 ,2.0 MPa, 260 MPa, 170 s 1- = = = = σ σ K Φ σ σ

机械设计试题集

机械设计试题集 一.齿轮受力分析 1、.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向,在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向,并说 明蜗杆的旋向。 3如图所示传动系统,主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示,为使Ⅱ轴所受的轴向力较小: (1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出); (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向; (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。 答案如下:

4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中,2轮为从动轮,其螺旋线方向为左旋,圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向,并在图上标出。(10分) 5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动,动力由轴Ⅰ输入,轴Ⅲ输出,轴Ⅲ的转向如图所示。 试分析: (1)在图中画出各轮的转向; (2)为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分,确定斜齿轮3、4的螺旋方向; (3)画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。(10分) 6已知在某一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,转动 方向如题31图所示,蜗轮的螺旋线方向为左 旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2,圆周力Ft1、 Ft2,蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。

7图示一蜗杆传动,已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定: (1)从动蜗轮2的转向和旋向,并在图上表示; (2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。 8

机械设计考试题目及答案

《机械设计》课程试题(一) 一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1.一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为【B 】A.轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C.齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【C 】A.包角α太小 B. 初拉力F0太小 C.紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3.下列四种型号的滚动轴承,只能承受径向载荷的是【B 】A.6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4.下列四种螺纹,自锁性能最好的是【D】A.粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为【C】A.减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C.增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指【D 】A.弹簧外径与簧丝直径之比值 B.弹簧内径与簧丝直径之比值 C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D.弹簧中径与簧丝直径之比值 7.普通平键接联采用两个键时,一般两键间的布置角度为【B 】A.90° B. 120° C.135° D.180° 8.V带在减速传动过程中,带的最大应力发生在【D 】A.V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C.V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是【D 】A.拉力 B.扭矩 C.压力 D.拉力和扭矩 10.滚子链传动中,链节数应尽量避免采用奇数,这主要是因为采用过渡链节后【D 】A.制造困难 B.要使用较长的销轴 C.不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力

机械设计考试题库带答案

机械设计模拟题一、填空题(每小题2分)分,共20模型试验设计。 理论设计经验设计 1、机械零件的设计方法 有。2、机器的基本组成要素是机械零件。陶瓷材料复合材料 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料材料锁合连接。按工作原理的不同联接可分为4、形锁合连接摩擦锁合链接可拆连接和不可拆连接。、联接按其可拆性可分为5 不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。6、可拆联接是指 普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。、根据牙型螺纹可分为7 在标准中被定为公称直径。8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径,。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径,即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离紧定螺钉连接。、12螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接借助测力矩扳手或定力矩扳手,利用控制拧紧力、控制预紧力的方法通常是 13 矩的方法来控制预紧力的大小。整个链接的结构尺寸增大,也会使连接件在装配或、螺纹预紧力过大会导致 14 偶然过载时被拉断。摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运、螺纹防松的方法,按其工作原理可分为15 。动关系防松 、对于重要的螺纹联接,一般采用机械防松。16 。为?F、 受横向载荷的螺栓组联接中,单个螺栓的预紧力17. 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理,离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同,轴可分为转轴心轴传动轴。 25、转轴是指工作中既承受弯矩又受扭矩的轴。 26、心轴是指只受弯矩不承受扭矩的轴。 27、传动轴是指只受扭矩不受弯矩的轴。 28、轴上零件都必须进行轴向和周向定位。 29、轴上常用的周向定位零件有键花键销紧定螺钉。

机械设计考试试题及答案

考试科目:机械设计考试时间: 120 分钟试卷总分 100 分 1、齿轮强度计算中,有哪两种强度计算理论?分别针对哪些失效?若齿轮传动为闭式软齿面传动,其设计准则是什么?(6 分)齿面的接触疲劳强度和齿根的弯曲疲劳强度的计算,齿面的接触疲劳强度针对于齿面的疲劳点蚀失效和齿根的弯曲疲劳强度针对于齿根的疲劳折断。齿轮传动为闭式软齿面传动,其设计准则是按齿面的接触疲劳强度设计,校核齿根的弯曲疲劳强度。 2、连接螺纹能满足自锁条件,为什么还要考虑防松?根据防松原理,防松分哪几类?( 8 分) 因为在冲击、振动、变载以及温度变化大时,螺纹副间和支承面间的摩擦力可能在瞬间减小或消失,不再满足自锁条件。这种情况多次重复,就会使联接松动,导致机器不能正常工作或发生严重事故。因此,在设计螺纹联接时,必须考虑防松。根据防松原理,防松类型分为摩擦防松,机械防松,破坏螺纹副关系防

松。

3、联轴器和离合器的功用是什么?二者的区别是什么?( 6 分)联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。二者区别是:用联轴器联接的两轴在工作中不能分离,只有在停机后拆卸零件才能分离两轴,而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。 4、链传动产生动载荷的原因是什么?为减小动载荷应如何选取小链轮的齿数和链条节距?( 6 分) 小链轮的齿数不宜过小和链条节距不宜过大。 线上 本大题共 12 小题,总计 24分) 1、当两个被联接件之一太厚,不易制成通孔且需要经常拆卸时,往往采用 B。 A.螺栓联接B.双头螺柱联接C.螺钉联接 2、滚动轴承中,为防止轴承发生疲劳点蚀,应进行A 。 A. 疲劳寿命计算 B. 静强度计算 C. 极限转速验算 3、阿基米德蜗杆的 A 参数为标准值。 A. 轴面 B. 端 面 C. 法 面 在每题若干个选项中选出正确的选项填在横

机械设计期末考试试题及答案

机械设计期末考试试题及答案 一、选择题(共20分,每小题2分) 1、 通常,一个零件的磨损过程大致可分为三个阶段,按先后顺序,它们依次是 () A.剧烈磨损、磨合、稳定磨损 B.稳定磨损,剧烈磨损、磨合 C.磨合、剧烈磨损、稳定磨损 D.磨合、稳定磨损、剧烈磨损 2、 设计斜齿圆柱齿轮传动时,螺旋角B —般在8°?20°范围内选取,B 太小斜齿 轮 传动的优点不明显,太大则会引起()。 A.大的切向力 B.大的轴向力 C.小的切向力 D.小的轴向力 3、 若一滚动轴承的寿命为 1370000转,则该轴承所承受的当量动载荷() 基本额定动载荷。 A. 等于 B. 小于 C.大于 D. 无法判断 4、 在不完全液体润滑滑动轴承设计中, 除了限制轴承p 值外,还要对轴承pv 值 进行验算,其主要目的是()。 A. 限制轴承过渡磨损 B.限制轴承的温升 C.保证轴承的强度 D.限制 轴承的质量 5、 通常,一部机器主要是由()三部分构成的。 A.原动部分,传动部分,执行部分 B.原动部分,传动部分,控制部分 C.辅助系统,传动部分,控制部分 D.原动部分,控制部分,执行部分 6、 一般参数的闭式硬齿面齿轮传动的主要失效形式是 ()。 A.齿面点蚀 B.轮齿折断 C.齿面磨粒磨损 D.齿面胶合 7、 在V 带传动中,小轮包角一般应大于()度。 &一齿轮传动,主动轮1用45号钢调质,从动轮2用45号钢正火,贝尼们的 齿面接触应力()。 9、蜗杆蜗轮传动的传动比,正确表达式是() 10、设计一对材料相同的软齿面齿轮传动时,一般应使大齿轮的齿面硬度 HB3() 小齿轮的齿面硬度HBS 。 A.大于 B. 小于 C. 等于 D. 大于或等于 二、填空题(共10分) 1、 在轴的结构设计中,轴的最小直径 d min 是按 ________ 初步确定的。(1分) 2、 受轴向载荷的紧螺栓所受的总拉力是 ______ 与 _____________ 之和。(1分) 3、 在斜齿圆柱齿轮的设计计算中,考虑到实际承载区的转移,斜齿轮传动的许 用接触应力可取为[H ]1与[H ]2 ___________________ 。(1分) A. 90 B. 100 C. 150 D. 120 A. B. C. D. 无法判断 A. d 1 B. i 亞C. i Z 1 D. d 2

(机械制造行业)机械设计试题集

(机械制造行业)机械设计 试题集

机械设计试题集 一.齿轮受力分析 1、.已知在一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,蜗轮的螺旋线方向和转动方向如图所示。试将 蜗杆、蜗轮的轴向力、圆周力、蜗杆的螺旋线方向和转动方向标在图中。 2、已知图中螺旋锥齿轮1的旋转方向,在图中标出螺旋锥齿轮2和蜗轮的旋转方向,并说 明蜗杆的旋向。 3如图所示传动系统,主动齿轮1的转动方向n1和螺旋角旋向如图所示,为使Ⅱ轴所受的轴向力较小: (1)试安排齿轮2的螺旋角旋向和蜗杆3的导程角旋向(用文字说明旋向并在图中画出); (2)标出齿轮2和蜗杆3上的啮合点的三个分力的方向; (3)标出蜗轮的转向并说明蜗轮的螺旋角旋向。 答案如下: 4.已知在一对斜齿圆柱齿轮传动中,2轮为从动轮,其螺旋线方向为左旋,圆周力Ft2方向如图所示。试确定主动轮1的螺旋线方向、轴向力Fa1的方向,并在图上标出。(10分)5图示为直齿圆锥齿轮和斜齿圆柱齿轮组成的两级传动,动力由轴Ⅰ输入,轴Ⅲ输出,轴Ⅲ的转向如图所示。 试分析: (1)在图中画出各轮的转向; (2)为使中间轴Ⅱ所受轴向力可以抵消一部分,确定斜齿轮3、4的螺旋方向; (3)画出圆锥齿轮2和斜齿轮3所受各分力的方向。(10分)

6已知在某一级蜗杆传动中,蜗杆为主动轮,转动方向如题31图所示,蜗轮的螺旋线方向为左旋。试将两轮的轴向力Fa1、Fa2,圆周力Ft1、Ft2,蜗杆的螺旋线方向和蜗轮的转动方向标在图中。 7图示一蜗杆传动,已知主动蜗杆1的旋向和转向如图所示。试确定: (1)从动蜗轮2的转向和旋向,并在图上表示; (2)在图中标出蜗轮和蜗杆所受各分力(径向力Fr、圆周力Ft和轴向力Fa)的方向。 8 9如图所示为斜齿圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器组成的二级减速装置。 1)小圆柱齿轮主动时,画出蜗轮的旋转方向及其各分力方向。 2)从轴承和轴受力情况分析,这样设计斜齿轮和蜗杆的螺旋方向是否合理?为什么? 3)按图示方案设计完成后,如果误将蜗杆减速器放在高速级,而负载功率及转速均不变,分析可能会出现什么问题? 10图示为蜗杆一圆锥齿轮传动,已知输出轴III的转向nIII,为使中间轴II上的轴向力相互抵消一部分,试决定:(15分) (1)蜗杆、蜗轮的轮齿的螺旋线方向(蜗轮的标于图中)。 (2)蜗杆的转向nI。 (3)II轴上蜗轮和圆锥齿轮在啮合点所受各力的方向 11所示的啮合传动,试在图中画出主动轮与从动轮在啮合点处所受到的各个作用力(Ft、Fr 和Fa)的方向,图中标有箭头的为主动轮 12如题图所示为二级斜齿圆柱齿轮减速器。已知:电动机功率P=3KW,转速n1=970r/min;高速级mnl=2mm,Z1=25,Z2=53,;低速级mn3=3mm,Z3=22,Z4=50。试求:

机械设计考试题库(带答案)

机械设计模拟题 一、填空题(每小题2分,共20分) 1、机械零件的设计方法有理论设计经验设计模型试验设计。 2、机器的基本组成要素是机械零件。 3、机械零件常用的材料有金属材料高分子材料陶瓷材料复合材料。 4、按工作原理的不同联接可分为形锁合连接摩擦锁合链接材料锁合连接。 5、联接按其可拆性可分为可拆连接和不可拆连接。 6、可拆联接是指不需破坏链接中的任一零件就可拆开的连接。 7、根据牙型螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。 8、螺纹大径是指与螺纹牙顶相切的假想圆柱的直径,在标准中被定为公称直径。 9、螺纹小径是指螺纹最小直径,即与螺纹牙底相切的假想的圆柱直径。 10、螺纹的螺距是指螺纹相邻两牙的中径线上对应两点间的轴向距离。 11、导程是指同一条螺纹线上的相邻两牙在中径线上对应两点间的轴线距离。 12、螺纹联接的基本类型有螺栓连接双头螺栓连接螺钉连接紧定螺钉连接。 13、控制预紧力的方法通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手,利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小。 14、螺纹预紧力过大会导致整个链接的结构尺寸增大,也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。 15、螺纹防松的方法,按其工作原理可分为摩擦防松、机械防松、破坏螺旋运动关系防松。 16、对于重要的螺纹联接,一般采用机械防松。 17、受横向载荷的螺栓组联接中,单个螺栓的预紧力F?为。 18、键联接的主要类型有平键连接半圆键连接楔键连接切向键连接。 19、键的高度和宽度是由轴的直径决定的。 20、销按用途的不同可分为定位销连接销安全销。 21、无键联接是指轴与毂的连接不用键或花键连接。 22、联轴器所连两轴的相对位移有轴向位移径向位移角位移综合位移。 23、按离合器的不同工作原理,离合器可分为牙嵌式和摩擦式。 24、按承受载荷的不同,轴可分为转轴心轴传动轴。

机械设计复习题答案

2012年机械设计自学考试备考试题 、选择填空: 1 ?如果危险截面上的应力超过零件的强度极限,则发生的失效形式为 _________ 。 C A.表面破坏 B.残余变形 C.整体断裂 D.功能失效 2?零件设计时,限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为 _________ 。A A.强度准则B.刚度准则C.寿命准则 D. 振动稳定性准则 3?按照机器的组成原理,变速箱是汽车的 ____________ 。B A.原动机 B.传动部分 C.执行部分 D.控制系统 4. _______________________________________________ 为了防止零件发生破坏,应采用的设计准则是 ________________________________________ 。 D A.刚度准则 B.寿命准则 C.振动稳定性准则 D.强度准则 AVV * 第二早 、选择填空: 1. 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后,其疲劳强度 A.降低B.提高C. 不变D.提高或降低视处理方法而定 5. 下列四种叙述中正确的是 二、填空题: 1. 传动件包括带传 动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和 _ 2. 驱动机器完成预定功能的部分称为 __________ 。原动机 3. 金属材料尤其是钢铁使用最广;在机械产品中钢铁材料占 4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和 _ 5. 机械零件制造中使用最广的金属材料是 ____________ 。钢铁 6. 机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和 ______________ 。执行部分 7. 按照机器的组成原理,发动机是汽车的 ____________ 。原动机部分 8. 如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限,则零件将发生 _______ 9. 一部机器的质量基本上取决于 ___________________ 。设计阶段 。齿轮传动 _。90%^上 。应力比(或循环特 。塑性变形 2.应力的循环特性 (应力比)常用“ r ”表示,其值为 CJ B.」 -a CJ C max ■ a . D° min ?a max 3.变应力的应力幅值 -a 为 A ^max — ^min . 2 B ^max +Omin . 2 C. J max ""2" D.fx -fn 4.对称循环应力,其循环特性 r ”值是 A.1 B.0.5 C. 0 D.-1

机械设计考试试题及其答案

机械设计考试试题及其答案

1.在一般工作条件下,齿面硬度HB≤350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为【B】A.轮齿疲劳折断 B. 齿面疲劳点蚀 C.齿面胶合 D. 齿面塑性变形 2.带传动在工作时产生弹性滑动,是由于【C 】A.包角α太小 B. 初拉力F0太小 C.紧边与松边拉力不等 D. 传动过载 3.在下列四种型号的滚动轴承中,只能承受径向载荷的是【B 】A.6208 B. N208 C. 3208 D. 5208 4.下列四种螺纹中,自锁性能最好的是【D 】A.粗牙普通螺纹 B.细牙普通螺纹 C.梯形螺纹 D.锯齿形螺纹 5.在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法为【C】A.减小齿面滑动速度υs B. 减少蜗杆头数Z1 C.增加蜗杆头数Z1 D. 增大蜗杆直径系数q 6.在圆柱形螺旋拉伸(压缩)弹簧中,弹簧指数C是指【D 】A.弹簧外径与簧丝直径之比值 B.弹簧内径与簧丝直径之比值 C.弹簧自由高度与簧丝直径之比值 D.弹簧中径与簧丝直径之比值 7.普通平键接联采用两个键时,一般两键间的布置角度为【B】A.90° B. 120° C.135° D.180° 8.V带在减速传动过程中,带的最大应力发生在【D】A.V带离开大带轮处 B. V带绕上大带轮处 C.V带离开小带轮处 D. V带绕上小带轮处 9.对于普通螺栓联接,在拧紧螺母时,螺栓所受的载荷是【D 】A.拉力 B.扭矩 C.压力 D.拉力和扭矩 10.滚子链传动中,链节数应尽量避免采用奇数,这主要是因为采用过渡链节后【D 】A.制造困难 B.要使用较长的销轴 C.不便于装配 D.链板要产生附加的弯曲应力

机械设计基础B练习题集及答案

机械设计基础B(1)模拟练习题及参考答案2016-02 试卷A试题类型: ?是非题(10个,共10分) ?选择题(10个,共10分) ?简答题和作图题(4个题,共25分) ?计算题(5个题,共55分) 一、是非题(对的写“√”,错的写“×”,每题1分,答错了不倒扣分) 1. 构件和零件的主要区别是:构件是运动单元,而零件是制造单元。(√) 2. 构件可以由多个零件组成,也可以由一个零件组成。(√) 3. 习惯上用“机械”一词作为机器和机构的总称,因此,二者的功能是完全一样的。(×) 4. 机械设计基础课程的研究内容是:机械中常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。(√) 5.两构件通过面接触组成的运动副称为低副,分为转动副和移动副。(√) 6.K个构件汇交而成的复合铰链具有K-1个转动副。(√) 7.虚约束是重复约束或对机构运动不起限制作用的约束,计算自由度时应去除。(√)8.在计算滚子从动件凸轮机构的自由度时,滚子的自转为局部自由度,应设想将滚子与安装滚子的构件焊成一体,视为一个构件。(√)9. 高副是两构件以点或线接触而构成的运动副,例如一对齿轮的接触处就组成高副。(√)10.普通平键分为圆头(A型)、方头(B型)、单圆头(C型),其中A、C型可以承受轴向力,B型不能承受轴向力。(×) 11. 平键连接可以实现轴与轮毂的轴向固定和周向固定。(×) 12. 楔键在安装时要楔紧,故其同心性能不好。(√) 13. 平面机构中通常都有主动件、从动件和机架等构件。(√) 14. 平面连杆机构具有确定运动的充要条件是其自由度大于等于1。(×) 15. 根据整转副存在条件,已判定某铰链四杆机构中存在整转副,则此机构是不会成为双摇杆机构的。(×) 16.在平面连杆机构设计中,曲柄的极位夹角θ越大,机构的急回特性就越显著。(√) 17.在实际生产中,机构的“死点”位置对工作都是不利的,处处都要考虑克服。(×)18.在平面连杆机构中,连杆与曲柄是同时存在的,即有连杆就有曲柄。(×)

大学机械设计考试试题及答案

试题A 一、填空(每空1分,共20分) 1.在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区:当N≥N0时,为()区; 当N<N0时,为()区。 2.刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗()的能力。零件材料的弹性模量越小,其刚度就越()。 3.润滑油的()性越好,则其产生边界膜的能力就越强;()越大,则其内摩擦阻力就越大。 4.为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为()。 5.正是由于()现象,使带传动的传动比不准确。带传动的主要失效形式为()和()。 6.蜗杆传动的主要缺点是齿面间的()很大,因此导致传动的()较低、温升较高。 7.链传动水平布置时,最好()边在上,()在下。 8.设计中,应根据被联接轴的转速、()和()选择联轴器的型号。9.径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为();而()与()之比称为偏心率 。 10.对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按()个键计算。 二、判断题(每小题1分,共10分)(正确的划“√”,错误的划“×”) 1.十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器。 () 2.两摩擦表面的粗糙度值越小,则越容易实现液体动力润滑。() 3.在计算转轴的强度时,安全系数法比当量弯矩法更精确。() 4.相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等,旋向相反。()

5.闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度。 ( ) 6.由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上的载荷较小。 ( ) 7.正是由于过载时产生“弹性滑动”,故带传动对传动系统具有保护作用。 ( ) 8.楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。 ( ) 9.性能等级为6.6级的螺栓,其屈服点s =600MPa 。 ( ) 10.机械零件的计算分为设计计算和校核计算,两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。 ( ) 三、简答题(每小题5分,共20分) 1.简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象? 2.对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”? 3.简述形成稳定动压油膜的条件? 4.解释名词: 滚动轴承的寿命; 滚动轴承的基本额定动载荷。 四、(15分)某轴用一对同型号角接触球轴承支承,受力情况如图所示。已知:内部轴向力S F =0.68R F ,e =0.68。当 R A F F ≤e 时,X =1,Y =0;当R A F F >e 时,X =0.41,Y =0.87。问哪个轴承的寿命低? 1 2

(完整版)机械设计课后习题答案

第一章绪论 1-2 现代机械系统由哪些子系统组成,各子系统具有什么功能? 答:组成子系统及其功能如下: (1)驱动系统其功能是向机械提供运动和动力。 (2)传动系统其功能是将驱动系统的动力变换并传递给执行机构系统。 (3)执行系统其功能是利用机械能来改变左右对象的性质、状态、形状或位置,或对作业对象进行检测、度量等,按预定规律运动,进行生产或达到其他预定要 求。 (4)控制和信息处理系统其功能是控制驱动系统、传动系统、执行系统各部分协调有序地工作,并准确可靠地完成整个机械系统功能。 第二章机械设计基础知识 2-2 什么是机械零件的失效?它主要表现在哪些方面? 答:(1)断裂失效主要表现在零件在受拉、压、弯、剪、扭等外载荷作用时,由于某一危险截面的应力超过零件的强度极限发生的断裂,如螺栓的断裂、齿轮轮齿根部的折断等。 (2)变形失效主要表现在作用在零件上的应力超过了材料的屈服极限,零件产生塑性变形。 (3)表面损伤失效主要表现在零件表面的腐蚀、磨损和接触疲劳。 2-4 解释名词:静载荷、变载荷、名义载荷、计算载荷、静应力、变应力、接触应力。答:静载荷大小、位置、方向都不变或变化缓慢的载荷。 变载荷大小、位置、方向随时间变化的载荷。 名义载荷在理想的平稳工作条件下作用在零件上的载荷。 计算载荷计算载荷就是载荷系数K和名义载荷的乘积。 静应力不随时间变化或随时间变化很小的应力。 变应力随时间变化的应力,可以由变载荷产生,也可由静载荷产生。 2-6 机械设计中常用材料选择的基本原则是什么? 答:机械中材料的选择是一个比较复杂的决策问题,其基本原则如下: (1)材料的使用性能应满足工作要求。使用性能包含以下几个方面: ①力学性能 ②物理性能 ③化学性能 (2)材料的工艺性能应满足加工要求。具体考虑以下几点: ①铸造性 ②可锻性 ③焊接性 ④热处理性 ⑤切削加工性 (3)力求零件生产的总成本最低。主要考虑以下因素: ①材料的相对价格 ②国家的资源状况 ③零件的总成本 2-8 润滑油和润滑脂的主要质量指标有哪几项? 答:衡量润滑油的主要指标有:粘度(动力粘度和运动粘度)、粘度指数、闪点和倾点等。 衡量润滑脂的指标是锥入度和滴度。

机械设计复习题-标准答案

2012年机械设计自学考试备考试题 第二章 一、选择填空: 1.如果危险截面上的应力超过零件的强度极限,则发生的失效形式为 。C A . 表面破坏 B. 残余变形 C . 整体断裂 D. 功能失效 2.零件设计时,限制零件中的应力不超过允许的限度的设计准则称为 。A A. 强度准则 B. 刚度准则 C . 寿命准则 D. 振动稳定性准则 3.按照机器的组成原理,变速箱是汽车的 。B A . 原动机 B. 传动部分 C. 执行部分 D. 控制系统 4.为了防止零件发生破坏,应采用的设计准则是 。D A.刚度准则 B.寿命准则 C.振动稳定性准则 D. 强度准则 二、填空题: 1.传动件包括带传动、链传动、摩擦轮传动、蜗杆传动和_________。齿轮传动 2.驱动机器完成预定功能的部分称为________。原动机 3.金属材料尤其是钢铁使用最广;在机械产品中钢铁材料占_____。90%以上 4. 描述材料的疲劳特性可用最大应力、应力循环次数和______。应力比(或循环特性) 5.机械零件制造中使用最广的金属材料是_________。钢铁 6.机器的基本组成部分为原动机部分、传动部分和 。执行部分 7.按照机器的组成原理,发动机是汽车的 。原动机部分 8.如果作用于零件上的应力超过材料的屈服极限,则零件将发生 。塑性变形 9. 一部机器的质量基本上取决于________________。设计阶段 10.机器的设计阶段是决定机器质量的________________。关键 第三章 一、选择填空: 1.零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后,其疲劳强度______。B A.降低 B .提高 C. 不变 D. 提高或降低视处理方法而定 2.应力的循环特性(应力比)常用“r ”表示,其值为________。D B .a m σσ?C ? 3.变应力的应力幅值a σ为________。 A A. 2min max σσ- B. 2min max σσ+ C . 2max σ?D.min max σσ- 4.对称循环应力,其循环特性“r ”值是________。 D A.1? B.0.5 C. 0 D .-1 5.下列四种叙述中正确的是______。D A.变应力只能由变载荷产生 B.静载荷不能产生变应力

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